矿用圆环链弯曲点的角度分布

矿用圆环链弯曲点是应力集中点 ,肩部断裂发生于该点附近 .以 2 6× 92矿用圆环链为研究对象 ,应用方向数据统计导出该点的角度分布 。

三点弯曲载荷下岩体偏置斜裂隙的应力强度因子

地下巷道(硐室)顶板常因弯曲离层而破断,其破断位置与裂隙几何形态和位置密切关联。为揭示裂隙对岩层断裂的影响,建立了岩体偏置斜裂隙的三点弯曲模型,定义了裂隙的偏置系数和贯通率,分析了裂隙偏置系数、倾角和贯通率三者之间的关系,基于力学平衡原理和σ-K关系导出了偏置斜裂隙与偏置竖裂隙应力强度因子K的关系式。同时分析了裂隙倾角、贯通率和偏置系数对应力强度因子的影响规律。该方法可为裂隙影响下巷道(硐室)顶板的张拉断裂提供判定依据。

基于静态三点弯曲超高强钢硬化行为模型分析

选取HC700/980DHD+Z、 HC780/980CPD+Z和HC700/980DPD+Z进行分析,对比了3种材料力学性能和极限冷弯性能的差异;基于5种硬化模型对材料性能曲线进行拟合,选取两类拟合度较高的模型构建了组合硬化模型,并采用R5缺口拉伸试验进行了验证;基于前防撞梁静态三点弯曲测试和仿真对标分析,对组合硬化模型进行验证,并对3种材料的承载性能进行对比分析。结果表明:HC700/980DHD+Z和HC780/980CPD+Z的极限冷弯角分别为109.8°和109.6°,优于HC700/980DPD+Z;前纵梁静态三点弯曲试验测试与仿真分析中关键参数的最大误差在6%左右,表明材料本构模型的精度较高;HC780/980CPD+Z的承载力峰值最大,达到15.1 k N;HC700/980DHD+Z达到承载力峰值的位移最大,达到52 mm;屈强比对静态承载过程的峰值力产生重要影响,而断后伸长率的增加提升了材料的强塑积和塑性应变变形,使得承载力峰值的位移增大。

柔度法测算三点弯曲试样疲劳裂纹长度的影响因素

使用柔度法对不同厚度三点弯曲试样的疲劳裂纹长度进行测算,结合有限元仿真分析方法,研究了试样厚度、柔度函数关系式的适用条件、材料的弹性模量、裂纹前缘弯曲程度、引伸计标距等因素对柔度法测算裂纹长度准确性的影响。结果表明:归一化实际裂纹长度不小于0.3是保证柔度法测算结果准确性的必要条件;用有限元方法模拟平直的贯穿型裂纹,归一化模拟裂纹长度不小于0.3时,柔度函数关系式与模拟结果的吻合程度较高;当试样厚度不大于40 mm时,在柔度函数关系式中使用材料的弹性模量可以获得较为准确的测算结果;随着试样厚度的增加,裂纹前缘圆弧角度增大,裂纹平直度降低,导致测算裂纹长度比实际裂纹长度偏小。

碳纤维含量对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料弯曲性能和失效行为的影响

基于渐进损伤的VUMAT子程序,并引入了Johnson-Cook模型,通过Matlab生成了不同碳纤维占比的碳纤维增强聚醚醚酮(CFRP)复合材料,建立了三点弯曲有限元模型。通过分析应力—应变分布、载荷—位移曲线和吸收能—位移曲线得出以下结论:添加碳纤维有效改善了基体聚醚醚酮(PEEK)内部的应力—应变分布,显著提升了材料的力学性能、刚度和抗断裂性能。CFRP复合材料在三点弯曲过程中表现出更好的性能,能够承受明显的塑性变形,且有效避免裂纹扩展。此外,在相同位移载荷条件下,随着碳纤维含量增加,CFRP复合材料的位移逐渐减小。特别是在碳纤维质量分数为10%和20%的复合材料中,上表面和下表面的最大位移呈现出曲折的特点。结合应力—应变场的分布情况,这表明碳纤维的添加能有效提高材料的刚度和抗弯性能。

玻璃纤维复合材料增强混凝土三点弯曲试验研究

为了研究内嵌式玻璃纤维织物复合材料加固混凝土的抗弯性能以及破坏模式,对玻璃纤维混凝土展开三点弯曲试验研究,分析了玻璃纤维材料的网格尺寸、层数、短纤维含量对混凝土的影响规律。结果表明:随着纤维层数的增加,混凝土试件的抗弯韧性较素混凝土有明显上升,极限载荷比值最大达到352%;随着纤维网格尺寸的变大,混凝土试件抗弯韧性逐渐下降直至趋近于素混凝土;当混凝土试件中掺入混凝土体积2%的短纤维后,试件的抗弯性能较素混凝土提升了200%,纤维增强混凝土试件表现出良好的抗弯性能;混凝土掺入玻璃纤维后破坏模式从脆性破坏转变成塑性破坏。

复合材料蜂窝夹芯结构的三点弯曲性能

通过三点弯曲试验研究了纤维增强复合材料铝蜂窝夹芯结构的力学性能。分析了不同面板类型(碳纤维面板、玻璃纤维面板、碳纤维/玻璃纤维面板)以及面板厚度和芯体孔径大小对结构破坏模式、极限载荷和能量吸收的影响。结果表明,碳纤维/铝蜂窝夹芯结构相较于其他两种结构,其极限载荷和能量吸收更强;面板越厚,芯体孔径越小,结构的极限载荷和能量吸收越强;面板厚度对于能量吸收影响较大,芯体孔径对极限载荷影响较大。对碳纤维/铝蜂窝夹芯结构进行有限元模拟,对其破坏变形过程进行对比分析后,验证了模型的有效性,为试验的设计和分析提供了指导与帮助。

跨厚比对碳纤维复合材料三点弯曲性能的影响

本文分别以日本东丽T700SC、T1100G碳纤维为增强体,自制树脂体系为基体,采用模压工艺制备了单向碳纤维复合材料层合板。分别研究了两种复合材料层合板在跨厚比为16∶1、32∶1、40∶1、50∶1时三点弯曲强度的变化规律,并着重分析了对应的弯曲破坏模式。结果表明:T700、T1100碳纤维复合材料的三点弯曲最佳跨厚比分别为32∶1和40∶1,对应的破坏模式均为上表面压缩和分层破坏。在32∶1的标准跨厚比下,T1100碳纤维复合材料层合板的弯曲强度为1 779.87 MPa,仅比T700碳纤维复合材料层合板高2.61%。

玄武岩纤维混凝土三点弯曲梁的断裂性能

为探讨玄武岩纤维混凝土(BFRC)的断裂性能,采用《水工混凝土断裂试验规程》的三点弯曲梁法,制作缝高比为0.4的不同纤维长度及掺量的混凝土试件,利用MTS试验机对试件进行加载试验,得到玄武岩纤维混凝土三点弯曲梁的试验结果,并对P-CMOD曲线、起裂韧度、失稳韧度及断裂能等断裂参数进行分析,结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的断裂性能得到了提升,纤维掺量越多,纤维长度越长,P-CMOD曲线的下降段越饱满;纤维长度为18 mm、掺量为1.5%的试件起裂韧度及失稳断裂韧度的提升最为明显;纤维长度为12 mm、掺量为1.5%的试件断裂能最大。

三点弯曲下不同加载速率对层状岩体中裂纹扩展规律试验研究

为了研究不同加载下裂纹在含弱层理三层岩体中的扩展特征,开展了不同加载速率下预制裂纹且中间层是弱层理的三层混凝土梁三点弯曲试验,采用了数字图像相关技术(DIC),分析了加载过程中裂缝的产生、扩展和贯穿过程,得到了试验过程中裂纹扩展和水平应变云图的演化规律。结果表明:弱层理对层状岩体裂纹的扩展有阻碍作用,当随着加载速率的增加,总裂纹长度与顺层破裂裂纹也增加,因此弱层理的止裂效果与加载速率成正比的关系。此外,通过DIC分析得到的应变云图能够直观表征层状岩体断裂时应变演化及裂缝产生、扩展和贯通过程。

三点弯曲工况下编织碳纤维复合材料方管的材料特性研究

在汽车碰撞产生的弯曲载荷下,复合材料安全构件应具有抵抗变形和耗散碰撞能量的能力。为确定三点弯曲工况中编织碳纤维复合材料薄壁梁的渐进损伤材料模型力学参数,开展了编织碳纤维复合材料力学特性试验和编织碳纤维复合材料方管三点弯曲试验,获得了该材料的基本力学参数、弯曲失效历程及力-变形特性。进而分析了渐进损伤材料模型中各非试验参数对仿真结果的影响,讨论了多层壳建模方法的有效性。通过与试验结果的对比,获得了复合材料渐进损伤模型的非试验参数和有效的仿真建模方法。获得的材料特性可用于该材料结构在相似工况中的碰撞仿真分析。

三点弯曲试验条件下花岗岩声发射横纵波特征及损伤演化

开展花岗岩三点弯曲试验,利用横纵波两种传感器接收花岗岩破坏过程的声发射信号,对比分析声发射横纵波信号的时频特征,在此基础上,基于声发射横纵波建立损伤变量,探讨花岗岩三点弯曲条件下损伤演化规律。研究结果表明:花岗岩破坏过程声发射横纵波事件率变化趋势较为相似,临近峰值载荷时均加速上升,破坏时达到峰值,但纵波事件率加速点早于横波事件率;声发射横纵波能率变化趋势一致,呈现峰前低水平稳定变化、峰后陡升到峰值的特征。声发射横纵波主频在临近峰值载荷逐渐形成主频条带,但其频率存在差异,纵波主频分布在0-10 kHz、30-50 kHz和100-110 kHz,而横波主频集中分布在0-10 kHz。相比纵波损伤变量,横波损伤变量能够刻画峰后损伤急速发展的过程,能较好地表征花岗岩三点弯曲作用下损伤变化规律。

覆铜板三点弯曲试验与脆性表征研究

通过对样品弯曲试验获得的弯曲强度、弯曲弹性模量以及挠度研究发现:添加填料后样品弯曲弹性模量提高,但弯曲强度和挠度均下降。参考“覆铜板弯曲应力-应变模型”对不同树脂体系无填料样品测试结果分析发现,评判得出的韧性排序符合根据树脂结构理论以及实际应用结果的预判顺序。通过对弯曲试验的载荷-挠度曲线研究,提出了“弯曲断裂功”,它是弯曲试验中各特征量的综合表现,与“弯曲应力-曲线模型”类似,对脆韧性的评判有一定的可行性。

蜂窝夹层复合材料四点弯曲性能和失效模式的研究

对共固化成型的蜂窝夹层复合材料四点弯曲进行了宏观力学和失效方式分析,研究了预浸布种类、夹层板滚筒剥离强度以及蜂窝芯厚度对四点弯曲破坏模式的影响以及破坏模式和四点弯曲性能的关系,为蜂窝夹层复合材料原材料合理选用提供了依据。研究结果显示:蜂窝芯厚度对四点弯曲性能影响显著,蜂窝芯厚度不同会出现三种不同类型的破坏方式;胶膜面密度对四点弯曲450 N载荷的挠度值影响较小,对四点弯曲强度影响较大;蜂窝芯厚度一定时,不同胶膜面密度样品出现两种破坏方式;蜂窝芯厚度和胶膜面密度一定时,面板性能增加,会出现两种不同的破坏方式。

基于C#Winform上位机的玻璃四点弯曲试验机电控设计

以ARMCortex-M3处理器STM32F103ZET6为核心的下位机,结合伺服电机和Winform上位机控制软件,设计并实现四点弯曲试验机电控系统。该四点弯曲试验机为高精度设备,测试过程中设备弯曲强度以2 MPa/s对试样进行恒加压测试,专用于光伏玻璃的弯曲强度的测试,在光伏玻璃的测量领域有着广泛的应用。

三点弯曲梁法下的铁尾矿砂混凝土断裂行为研究

文章从断裂力学的角度开展对铁尾矿砂混凝土的研究,采用三点弯曲梁法对铁尾矿砂混凝土和河砂混凝土进行断裂试验,测定荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线和荷载-应变(P-ε)曲线,依据混凝土双K模型确定起裂荷载(P_(ini))、失稳荷载(P_(max))、起裂韧度(K_(Ic)^(ini))和失稳韧度(K_(Ic)^(un)),并利用扫描电镜对断裂面进行观测。通过比较断裂过程曲线和断裂参数发现,两种混凝土的断裂过程没有明显差异,铁尾矿砂混凝土的P_(ini),P max,K_(Ic)^(ini)和K_(Ic)^(un)均高于河砂混凝土,其中P_(ini)和K_(Ic)^(ini)更加明显。扫描电镜结果显示,加入铁尾矿砂能够改善混凝土界面过渡区的微观形貌。

循环高温淬火后花岗岩三点弯曲试验研究

高温作用对地下热储层岩石的力学性质具有重要的影响。为研究高温对花岗岩Ⅰ型断裂韧度的影响,对400℃循环高温淬火(1、3、5、7次)后的半圆弯曲花岗岩试样进行三点弯曲试验。分析了循环高温淬火后花岗岩试样的破坏特征、荷载-位移曲线和断裂韧度随淬火次数的变化规律。结果表明,随着热循环次数的增加,花岗岩的质量和密度逐渐减小,峰值荷载不断降低,断裂面粗糙度逐渐增加,断裂韧度明显下降。研究结果可为地热能开发以及地下岩体工程的安全性和稳定性提供理论依据。

三点弯曲试验下花岗岩应变场及损伤演化研究

开展花岗岩三点弯曲试验,引入统计学、熵和能量理论,提出用方差、熵和变形能量密度作为应变场的定量刻画指标,量化研究岩石破坏过程应变场演化规律,在此基础上,从应变场表面损伤角度,借助应变场定量刻画指标,研究三点弯曲条件下岩石变形破坏过程损伤演化规律。结果表明:应变场方差、熵和变形能量密度3个指标能够定量刻画三点弯曲作用下花岗岩破裂过程应变场演化规律;基于应变场表面损伤分析,发现花岗岩三点弯曲试验条件下峰值载荷后损伤占比约为90%,表现为峰后损伤急速发展的特征;相比之下,应变场方差、变形能量密度2个指标能够刻画花岗岩三点弯曲试验条件下损伤演化特征,而熵值的快速下降可作为花岗岩破裂的前兆特征。

纤维增强复合材料层间剪切强度测量三点弯曲试验改进方案

纤维增强复合材料层间剪切强度是衡量其材料特性的重要指标,目前多采用短梁法对其进行测量,但短梁法试验失效模式复杂,试验有效率低。该文提出一种基于长梁三点弯曲强度实验的纤维增强复合材料层间剪切强度测量方法,此方法通过在三点弯曲的长梁试件表面粘贴金属增强体,改变梁的跨高比,从而改变梁内最大正应力与最大切应力的比值,使之与弯曲强度和剪切强度之比相匹配,保障复合材料层合梁在三点弯曲工况下首先发生层间剪切失效,进而测量出层间剪切强度。该文基于推导的理论公式,论证层合梁表面粘贴增强体后,引发层间剪切失效的可行性;再进一步通过数值计算验证了所推导公式的精度;最后对所提出试验改进方案进行了实验验证。实验结果表明,在玻璃纤维增强层合梁上下表面粘贴铝合金增强体后,使层合梁在三点弯曲工况下,可以方便可靠地测得复合材料层间剪切强度。

新型冷作模具钢HYC1MOD三点弯曲疲劳性能

以一种新型冷作模具钢HYC1MOD为研究对象,通过三点弯曲疲劳试验研究了其高周疲劳性能,结合残余应力演变和断口形貌分析探讨了其断裂损伤机制。结果表明,新型冷作模具钢HYC1MOD的疲劳极限为393.75 MPa,疲劳寿命与应力幅之间的关系式为△σ_(a)=2078.22-336.73 lgN_(f)。疲劳断裂模式为脆性断裂,疲劳裂纹主要起源于大尺寸含Cr碳化物。随疲劳周次的增加,裂纹源处的残余应力一直表现为压应力,且变化平缓,只在最终断裂时快速降低,这表明新型冷作模具钢HYC1MOD的疲劳裂纹一旦形成就快速扩展导致断裂失效,与其脆性断裂的模式一致。